JP6614650B2 - 車載用バッテリー - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載され寒冷地においても使用することが可能な車載用バッテリーについての技術分野に関する。

特開２０１３−２１８７９２号公報 特開２０１０−１４０８０２号公報

自動車等の各種の車両にはモーターや各種の電装部品に電力を供給するための車載用バッテリーが搭載されている。

近年、特に、ＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）やＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle：ハイブリッド電気自動車）やＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle：プラグインハイブリッド電気自動車）等の車両が普及されつつあり、これらの電気を動力とした車両においては高い蓄電機能を有する車載用バッテリーが搭載される。

車載用バッテリーは電池モジュールを有している。電池モジュールは、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の複数の電池セル（２次電池）と、電池積層体を積層方向に締結する固定部材と、電池セル間を電気的に接続するバスバーモジュールとを備えている。

このような車載用バッテリーにおいて用いられる電池セルの出力性能は温度によって変化し、低温時には電池セルの出力性能が低下してしまう。従って、寒冷地において使用される車載用バッテリーに関しては、冬季などの低温時に車載用バッテリーから十分な電力がモーター等に供給されずモーター等において必要な出力が得られないおそれがある。

そこで、寒冷地で使用される車載用バッテリーには、ヒーターが設けられ、低温時にヒーターによって電池セルを加熱して電池セルの出力性能を高めるようにしたものがある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

特許文献１に記載された車載用バッテリーにあっては、ケースの内部に複数の電池セルが配列され、ケースの両側部にそれぞれ熱交換部材が取り付けられ、ケースの両側にそれぞれ配置されたダクトにそれぞれ温度調節装置が取り付けられ、熱交換部材と温度調節装置の間にそれぞれ熱電変換素子が配置された構成にされている。低温時には各熱電変換素子に通電が行われて熱媒体の加熱が行われ、熱媒体によってケースの内部に配置された複数の電池セルの加熱が行われる。

特許文献２に記載された車載用バッテリーにあっては、各セルカバーの内部に各別に電池セルが保持され、各電池セルの外周側において各セルカバーに多数のヒーター線が埋め込まれた状態で配置されている。低温時には各ヒーター線に通電が行われてセルカバーの内部に保持された電池セルの加熱が行われる。

ところで、寒冷地で使用される車載用バッテリーにおいて、周囲の環境等によってはヒーターの出力が十分でない場合もあり、車載用バッテリーからのモーター等への電力の供給が不十分になりモーター等において十分な出力が得られないおそれがある。特に、車両の走行終了後に車両が長期に走行されなかったり極低温の環境下に置かれた場合等には、電池セルの安定した出力が確保されるまでの回復時間が長くなってしまうおそれがある。

また、車載用バッテリーにおいて電池セルへの加熱性能を高めるために、ヒーターの数を増やしたりヒーターの出力を大きくすると、構造の複雑化を来たすと共に製造コストの低減に支障を来すという問題がある。

そこで、本発明は、上記した問題点を克服し、構造の簡素化を確保して製造コストの高騰を来すことなく低温時における電池セルの出力性能の向上を図ることを目的とする。

第１に、本発明に係る車載用バッテリーは、所定の状態で配列された複数の電池セルと前記複数の電池セルが内部に配置されたセルカバーとを有し前記セルカバーの内部空間の一部が冷却風が送り込まれるチャンバーとして形成された電池モジュールと、前記電池モジュールを収納する収納ケースと、前記セルカバーの内部に前記冷却風を送る吸気用ダクトと、前記セルカバーの内部に送られた前記冷却風を排出する排気用ダクトとを備え、前記セルカバーに前記チャンバーを形成するチャンバー形成部が設けられ、樹脂材料によって形成されたベース体と金属材料によって形成された熱伝導部とから成るヒートシンクが設けられ、前記ヒートシンクに前記複数の電池セルを加熱するヒーターが取り付けられ、前記チャンバー形成部と前記ベース体が一体に形成され、前記ベース体は前記ヒーターが取り付けられた平板状のベース板部と前記ベース板部から前記電池セル側に突出された突状部とを有し、前記突状部の先端部以外の部分に前記熱伝導部が設けられたものである。

これにより、チャンバー形成部とヒートシンクのベース体とが共通化される。また、車両の衝突等によって圧壊や各部の脱落が生じたときに電池セルに非導電部分である突状部の先端面が接触される。

第２に、上記した本発明に係る車載用バッテリーにおいては、前記突状部が複数設けられ、前記突状部が前記複数の電池セルの配列方向に延びる形状に形成されることが望ましい。

これにより、チャンバーに送られる冷却風が突状部に沿って流動される。

第３に、上記した本発明に係る車載用バッテリーにおいては、前記ヒートシンクに、前記チャンバーに送られる前記冷却風を整流して前記突状部へ向けて流動させる整流部が設けられることが望ましい。

これにより、整流部によって冷却風が必要な方向へ流動される。

第４に、上記した本発明に係る車載用バッテリーにおいては、前記電池セルと前記ヒーターが前記ヒートシンクを挟んで反対側に位置され、前記ヒーターが前記チャンバーの外部に位置されることが望ましい。

これにより、ヒーターが電池モジュールの外側に位置される。

第５に、上記した本発明に係る車載用バッテリーにおいては、前記ヒートシンクには前記ヒーター側と前記電池セル側にそれぞれ開口された伝熱孔が形成されることが望ましい。

これにより、ヒーターに発生した熱が伝熱孔を介して電池セル側に伝達される。

第６に、上記した本発明に係る車載用バッテリーにおいては、前記冷却風を流動させる冷却ファンが設けられ、前記ヒーターの駆動時に前記冷却ファンの駆動が停止されることが望ましい。

これにより、ヒーターによって温められて電池セルを加熱する空気の電池モジュールの内部における流動が抑制される。

第７に、上記した本発明に係る車載用バッテリーにおいては、前記ヒーターに断熱材が取り付けられることが望ましい。

これにより、電池モジュールの外部へのヒーターからの熱の放出が抑制される。

本発明によれば、チャンバー形成部とヒートシンクのベース体とが共通化され、チャンバー形成部とベース体を各別に形成する必要がなく、構造の簡素化を確保して製造コストの高騰を来すことなく低温時における電池セルの出力性能の向上を図ることができる。また、車両の衝突等によって圧壊や各部の脱落が生じたときに電池セルに非導電部分である突状部の先端面が接触される。

図２乃至図１３と共に本発明車載用バッテリーの実施の形態を示すものであり、本図は、車載用バッテリーの分解斜視図である。 車載用バッテリーの斜視図である。 収納ケースの一部を示す斜視図である。 電池モジュールの斜視図である。 電池モジュールが底面壁に配置された状態を示す断面図である。 電池モジュールを天面部を取り外した状態でダクトとともに示す概念図である。 ヒーターとヒートシンクを示す斜視図である。 ヒートシンクの拡大断面図である。 チャンバー形成部に断熱材が取り付けられた例を示す断面図である。 図１１と共に第１の変形例に係るチャンバー形成部を示すものであり、本図は、斜視図である。 図１０とは異なる方向から見た状態で示す斜視図である。 図１３と共に第２の変形例に係るチャンバー形成部を示すものであり、本図は、斜視図である。 図１２とは異なる方向から見た状態で示す斜視図である。

以下に、本発明車載用バッテリーを実施するための形態について添付図面を参照して説明する。

車載用バッテリー１は収納ケース２と電池モジュール３、３、・・・を有している（図１及び図２参照）。車載用バッテリー１は、例えば、車両のリヤシートの後方において荷室等の車体フロアーの上方に配置されている。

収納ケース２は上方に開口された収納部４と収納部４の開口を上方から閉塞する平板状の蓋部５とを有している。収納部４は前後方向を向く前面壁６と前面壁６の後側に位置され前後方向を向く後面壁７と左右に離隔して位置された側面壁８、８と上下方向を向く底面壁９とを有している。前面壁６と後面壁７と側面壁８、８と底面壁９は何れも、例えば、アルミニウム等の押出成形によって形成され、中空断面を有している。

前面壁６には左右に延び上下に並ぶ空洞部６ａ、６ａ、６ａが形成され、後面壁７には左右に延び上下に並ぶ空洞部７ａ、７ａ、７ａが形成されている。側面壁８、８にはそれぞれ前後に延び上下に並ぶ空洞部８ａ、８ａ、・・・が形成されている。前面壁６にはダクト挿通孔６ｂ、６ｂ、６ｂが左右に離隔して形成されている。前面壁６には左右方向における一端部にケーブル挿通孔６ｃ、６ｃが形成されている。後面壁７にはダクト挿通孔７ｂ、７ｂが左右に離隔して形成されている。

底面壁９には前後に延び左右に並ぶ空洞部９ａ、９ａ、・・・が形成されている（図３参照）。底面壁９の上面側には前後に延びる仕切り突部１０、１０、・・・が左右に離隔して設けられている。仕切り突部１０、１０、・・・は上方に突出されている。

電池モジュール３、３、・・・は、例えば、四つが左右に並んで収納ケース２に収納されている（図１及び図２参照）。

電池モジュール３はセルカバー１１とセルカバー１１の内部において前後に並んで配列された複数の電池セル１２、１２、・・・とを有している。

セルカバー１１は、図４乃至図６に示すように、前後方向を向く前面部１３と前面部１３の後側に位置され前後方向を向く後面部１４と左右に離隔して位置された側面部１５、１５と上下方向を向く天面部１６と側面部１５、１５にそれぞれ取り付けられたチャンバー形成部１７、１７とを有している。

側面部１５、１５は左右方向を向く取付面部１８、１８と取付面部１８、１８の上縁から左右方向において互いに近付く方向へ突出された上側突面部１９、１９と取付面部１８、１８の下縁から左右方向において互いに近付く方向へ突出された下側突面部２０、２０とを有している。取付面部１８には外周部を除く部分に左右に貫通された開口部１８ａが形成されている。

チャンバー形成部１７は樹脂材料によって側方と前後の一方とに開口された浅い箱状に形成され、左右方向を向く側板部１７ａと側板部１７ａの上縁から側方に突出された上板部１７ｂと側板部１７ａの下縁から側方に突出された下板部１７ｃと側板部１７ａの前縁又は後縁から側方に突出された前後板部１７ｄとを有している。チャンバー形成部１７は左右方向における開口縁部が取付面部１８の外周部に取り付けられている。取付面部１８、１８の外周部にそれぞれチャンバー形成部１７、１７が取り付けられることにより、セルカバー１１の内部における左右両側にそれぞれ空間が形成され、これらの空間がチャンバー２１、２１として形成されている。チャンバー形成部１７の前後の一方の開口は連結用開口１７ｅとして形成されている。

天面部１６には上下に貫通された挿通孔１６ａ、１６ａがそれぞれ前後両端部に形成されている。

一方のチャンバー形成部１７における側板部１７ａの外側を向く面にはヒーター２２が取り付けられている。ヒーター２２は、図５乃至図７に示すように、左右方向を向き前後の大きさが上下方向の大きさより大きくされた平板状に形成され、樹脂ベース２２ａ上に電熱線２２ｂが設けられて形成されている。

尚、ヒーター２２としては、例えば、周辺温度を自己検出して放熱量の制御を行うＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒーターを用いることが可能である。

ヒーター２２に電流を供給するための図示しないヒーター用電線は、例えば、前面壁６の空洞部６ａ、６ａ、・・・、後面壁７の空洞部７ａ、７ａ、・・・、側面壁８、８の空洞部８ａ、８ａ、・・・又は底面壁９の空洞部９ａ、９ａ、・・・に配置することが可能である。

空洞部６ａ、空洞部７ａ、空洞部８ａ又は空洞部９ａにヒーター用電線を配置することにより、空洞部６ａ、７ａ、８ａ、９ａがヒーター用電線の配置スペースとして用いられ、ヒーター用電線の配置スペースを収納ケース２の内部において別に形成する必要がなく、スペースの有効活用による車載用バッテリー１の小型化を図ることができる。

電池セル１２、１２、・・・は左右両端部がそれぞれ側面部１５、１５の下側突面部２０、２０に載置されてセルカバー１１に保持され、前後に小さな隙間を有した状態で等間隔に並んで配列されている（図６参照）。電池セル１２にはそれぞれ上方に突出された正極側端子１２ａと負極側端子１２ｂが左右に離隔して設けられている。電池セル１２、１２、・・・は前後で隣接して位置された正極側端子１２ａ、１２ａ、・・・と負極側端子１２ｂ、１２ｂ、・・・がそれぞれ導電性を有する接続板２３、２３、・・・によって接続され、直列に接続されている。

電池セル１２、１２、・・・の上面には天面部１６の下側において押さえ板２４が取り付けられている（図５及び図６参照）。押さえ板２４には前後に延びる配置孔２４ａ、２４ａ、・・・が前後左右に離隔して形成されている。配置孔２４ａには前後に隣接して位置された電池セル１２、１２の正極側端子１２ａと負極側端子１２ｂと両者を接続する接続板２３とが配置されている。

ヒーター２２から放出される熱はヒートシンク２５によって電池セル１２、１２、・・・側へ伝達される。ヒートシンク２５は樹脂材料によって形成されたベース体２６と金属材料によって形成された熱伝導部２７とから成る（図７及び図８参照）。ヒートシンク２５のベース体２６はヒーター２２が取り付けられたチャンバー形成部１７と一体に形成されている。

ベース体２６は左右方向を向く平板状のベース板部２６ａとベース板部２６ａから側方において電池セル１２、１２、・・・側へ突出された突状部２６ｂ、２６ｂ、・・・とを有している。ベース板部２６ａはチャンバー形成部１７の側板部１７ａと一体に形成されて共通する部分であり、ヒーター２２より一回り大きい矩形状に形成されている。突状部２６ｂ、２６ｂ、・・・は前後方向に延び、上下に等間隔に離隔して位置されている。突状部２６ｂ、２６ｂ、・・・はベース板部２６ａの前端から後端に亘る位置に設けられ、垂直断面形状が、例えば、矩形状に形成されている。

ヒートシンク２５には左右に貫通された伝熱孔２５ａ、２５ａ、・・・が形成されている。伝熱孔２５ａ、２５ａ、・・・は、例えば、ベース板部２６ａに形成され、突状部２６ｂ、２６ｂ、・・・間において左右に等間隔に離隔して位置されている。伝熱孔２５ａ、２５ａ、・・・は、例えば、円形状に形成されている。

尚、伝熱孔２５ａ、２５ａ、・・・はベース板部２６ａから突状部２６ｂに亘る位置に形成されていてもよい。

ヒートシンク２５には上下に貫通された作用孔２５ｂ、２５ｂ、・・・が形成されている。作用孔２５ｂ、２５ｂ、・・・は、例えば、ベース板部２６ａの突状部２６ｂ、２６ｂ、・・・に左右に等間隔に離隔して形成されている。作用孔２５ｂ、２５ｂ、・・・は、例えば、矩形状に形成されている。

熱伝導部２７はベース体２６の表面における各面に、例えば、アルミニウム等によるメッキ処理が施されることにより形成されている。熱伝導部２７はベース体２６の各面のうち突状部２６ｂ、２６ｂ、・・・の先端面２６ｃ、２６ｃ、・・・を含む先端部分以外の部分に設けられている。

熱伝導部２７は、ベース板部２６ａの一方の側面（外側の側面）に設けられた接触部２７ａと、ベース板部２６ａの他方の側面に設けられ上下に離隔して位置された対面部２７ｂ、２７ｂ、・・・と、突状部２６ｂ、２６ｂ、・・・の周面にそれぞれ設けられた周状部２７ｃ、２７ｃ、・・・と、伝熱孔２５ａ、２５ａ、・・・を形成する周面にそれぞれ設けられた第１の孔内部２７ｄ、２７ｄ、・・・と、作用孔２５ｂ、２５ｂ、・・・を形成する周面にそれぞれ設けられた第２の孔内部２７ｅ、２７ｅ、・・・とから成る。

ヒートシンク２５の接触部２７ａにはヒーター２２の一方の側面が面接触された状態で接着等によって取り付けられている。ヒートシンク２５にヒーター２２が取り付けられた状態においては、ベース体２６における突状部２６ｂ、２６ｂ、・・・の先端面２６ｃ、２６ｃ、・・・と熱伝導部２７の対面部２７ｂ、２７ｂ、・・・とが電池セル１２、１２、・・・の一方の側面に対向して位置される。

ヒーター２２から放出される熱はヒートシンク２５の熱伝導部２７に伝達されて熱伝達部２７から放出され、電池セル１２、１２、・・・がヒートシンク２５から放出された熱によって加熱される。

収納ケース２には左右両端部にそれぞれプラグセンサーボックス２８とジャンクションボックス２９が収納されている（図１及び図２参照）。また、収納ケース２の内部には車載用バッテリー１の全体の制御を司る図示しないバッテリーコントロールユニットが配置されている。

プラグセンサーボックス２８には所定の接続プラグやセンサー等が配置されている。

ジャンクションボックス２９は縦長の形状に形成された筐体３０と筐体３０に配置され電流等の制御を行う制御部品３１、３１、・・・とを有している。制御部品３１、３１、・・・としては、例えば、リレーやヒューズやコネクター端子等が設けられている。ジャンクションボックス２９には前面壁６のケーブル挿通孔６ｃ、６ｃを挿通されたケーブル３２、３２の一端部が接続され、ジャンクションボックス２９がケーブル３２、３２によって車両の床下に搭載された図示しない電源回路（インバーター）に接続されている。

電池モジュール３、３、・・・はプラグセンサーボックス２８とジャンクションボックス２９の間に挿入されて収納ケース２に収納される。電池モジュール３、３、・・・はそれぞれ収納ケース２の底面壁９に設けられた仕切り突部１０、１０、・・・に仕切られる位置において底面壁９の上面に載置された状態で配置される（図５参照）。

上記のように電池モジュール３、３、・・・とプラグセンサーボックス２８とジャンクションボックス２９が収納ケース２に収納された状態において、プラグセンサーボックス２８に隣接して位置された電池モジュール３の電池セル１２とプラグセンサーボックス２８が第１の接続用バスバー３３によって接続され、ジャンクションボックス２９に隣接して位置された電池モジュール３の電池セル１２とジャンクションボックス２９が第２の接続用バスバー３４によって接続される。第１の接続用バスバー３３の一端部と第２の接続用バスバー３４の一端部とはそれぞれ電池モジュール３、３の天面部１６、１６に形成された挿通孔１６ａ、１６ａに挿通されて電池セル１２、１２の正極側端子１２ａ又は負極側端子１２ｂに接続される。

また、隣接する電池モジュール３、３、・・・の電池セル１２、１２、・・・同士がそれぞれ直流接続用バスバー３５、３５、・・・によって接続される。直流接続用バスバー３５、３５、・・・は両端部がそれぞれ電池モジュール３、３の天面部１６、１６、・・・に形成された挿通孔１６ａ、１６ａ、・・・に挿通されて電池セル１２、１２、・・・の正極側端子１２ａ、１２ａ、・・・又は負極側端子１２ｂ、１２ｂ、・・・に接続される。

尚、プラグセンサーボックス２８とジャンクションボックス２９は電線やバスバーによってバッテリーコントロールユニット等の所定の各部に接続される。

電池モジュール３、３、・・・の前面側には吸気用ダクト３６、３６が左右に並んで設けられている。吸気用ダクト３６は左右に延びる吸気部３７と吸気部３７から後方に突出された連結部３８、３８とを有している。吸気部３７の外側の端面には吸気用開口３７ａが形成され、連結部３８、３８の後端面にはそれぞれ図示しない流入用開口が形成されている。

吸気用ダクト３６、３６は吸気部３７、３７が収納ケース２における前面壁６の前側に位置され、連結部３８、３８、・・・がそれぞれ前面壁６に形成されたダクト挿通孔６ｂ、６ｂ、６ｂを挿通され、連結部３８、３８、・・・の後端部がそれぞれ電池モジュール３、３、・・・におけるヒーター２２、２２、・・・が取り付けられたチャンバー形成部１７、１７、・・・の前端部に連結される（図６参照）。従って、連結部３８、３８、・・・の流入用開口とチャンバー形成部１７、１７、・・・の連結用開口１７ｅ、１７ｅ、・・・とがそれぞれ連通され、吸気用開口３７ａ、３７ａから取り込まれる冷却風が吸気用ダクト３６、３６を介して電池モジュール３、３、・・・の内部に形成されたチャンバー２１、２１、・・・に送られる。

チャンバー２１、２１、・・・に送られた冷却風は電池セル１２、１２、・・・間の隙間から反対側のチャンバー２１、２１、・・・へ向けて流動される。このときヒートシンク２５は複数の突状部２６ｂ、２６ｂ、・・・が電池セル１２、１２、・・・の配列方向である前後方向に延びる形状に形成されており、吸気用ダクト３６からチャンバー２１への冷却風の送り方向と同じ方向にされている。

このようにヒートシンク２５の突状部２６ｂ、２６ｂ、・・・の延びる方向がチャンバー２１への冷却風の送り方向と同じ方向にされているため、チャンバー２１に送られる冷却風が突状部２６ｂ、２６ｂ、・・・に沿って円滑に流動され、前後に並んで位置された全ての電池セル１２、１２、・・・の側方に十分な量の冷却風が流動される。従って、突状部２６ｂ、２６ｂ、・・・が電池セル１２、１２、・・・の配列方向に延びる形状に形成されることにより、電池セル１２、１２、・・・に対する冷却効率の向上を図ることができると共に電池セル１２、１２、・・・に対するムラのない冷却を行うことができる。

電池モジュール３、３、・・・の後面側には排気用ダクト３９、３９が左右に離隔して設けられている（図１及び図２参照）。排気用ダクト３９は外形が略円形状のファン配置部４０とファン配置部４０から前方に突出された連結突部４１とファン配置部４０から側方に突出された排気部４２とを有している。連結突部４１は前端部が左右方向において二股状に分岐され、前端面に左右に並ぶ流出用開口４１ａ、４１ａが形成されている。排気部４２の先端面には図示しない排気用開口が形成されている。

ファン配置部４０の内部には冷却ファン４３が回転自在に配置されている。冷却ファン４３は回転されることにより冷却風を連結突部４１側から排気部４２側へ流動させる機能を有している。

排気用ダクト３９、３９はファン配置部４０、４０と排気部４２、４２が収納ケース２における後面壁７の後側に位置され、連結突部４１、４１がそれぞれ後面壁７に形成されたダクト挿通孔７ｂ、７ｂを挿通され、連結突部４１、４１の前端部がそれぞれ電池モジュール３、３、・・・におけるヒーター２２、２２、・・・が取り付けられていないチャンバー形成部１７、１７、・・・の後端部に連結される（図６参照）。従って、連結突部４１、４１の流出用開口４１ａ、４１ａ、・・・とチャンバー形成部１７、１７、・・・の連結用開口１７ｅ、１７ｅ、・・・とがそれぞれ連通され、電池セル１２、１２、・・・を冷却した冷却風がチャンバー２１、２１、・・・から排気用ダクト３９、３９を介して排気用開口から排出される。

上記した吸気用ダクト３６、３６、電池モジュール３、３、・・・及び排気用ダクト３９、３９における冷却風の流動は、冷却ファン４３、４３によって強制的に行われ、電池セル１２、１２、・・・が効率的に冷却される。

上記のように構成された車載用バッテリー１において、低温時にはヒーター用電線を介してヒーター２２の電熱線２２ｂに電流が供給される。電熱線２２ｂに電流が供給されると、電熱線２２ｂが発熱されて熱がヒーター２２からヒートシンク２５に伝達され、ヒートシンク２５から放出される熱によって電池モジュール３の内部の空気が温められヒートシンク２５の側方に位置された電池セル１２、１２、・・・が加熱される。

ヒーター２２によって加熱された電池セル１２、１２、・・・は温度が上昇されて出力性能が向上し、高い蓄電機能が確保される。

ヒーター２２からのヒートシンク２５への熱は、電熱線２２ｂから接触部２７ａを経て第１の孔内部２７ｄ、２７ｄ、・・・を介して対面部２７ｂ、２７ｂ、・・・と周状部２７ｃ、２７ｃ、・・・と第２の孔内部２７ｅ、２７ｅ、・・・に伝達される。ヒーター２２からヒートシンク２５に伝達された熱は、主に、対面部２７ｂ、２７ｂ、・・・と周状部２７ｃ、２７ｃ、・・・と第２の孔内部２７ｅ、２７ｅ、・・・から電池セル１２、１２、・・・に対して放出され、電池セル１２、１２、・・・がヒートシンク２５から放出された熱によって加熱される。

上記のように車載用バッテリー１にあっては、ヒートシンク２５に伝熱孔２５ａ、２５ａ、・・・が形成され、伝熱孔２５ａ、２５ａ、・・・に設けられた第１の孔内部２７ｄ、２７ｄ、・・・を介して熱が対面部２７ｂ、２７ｂ、・・・と周状部２７ｃ、２７ｃ、・・・と第２の孔内部２７ｅ、２７ｅ、・・・に伝達される。

従って、ヒートシンク２５に伝熱孔２５ａ、２５ａ、・・・が形成されることにより、ヒーター２２に発生した熱の電池セル１２、１２、・・・へ向けての伝達経路が短縮化され、熱伝導部２７を伝達されるときの熱損失が低減され、電池セル１２、１２、・・・に対する加熱効率の向上を図ることができる。

また、ヒートシンク２５に伝熱孔２５ａ、２５ａ、・・・が形成され伝熱孔２５ａ、２５ａ、・・・にそれぞれ第１の孔内部２７ｄ、２７ｄが設けられることにより、ヒートシンク２５における放熱面積が大きくなり、電池セル１２、１２、・・・に対する一層の加熱効率の向上を図ることができる。

さらに、ヒートシンク２５に作用孔２５ｂ、２５ｂ、・・・が形成され作用孔２５ｂ、２５ｂ、・・・にそれぞれ第２の孔内部２７ｅ、２７ｅ、・・・が設けられることにより、ヒートシンク２５における放熱面積が一層大きくなり、電池セル１２、１２、・・・に対するより一層の加熱効率の向上を図ることができる。

車載用バッテリー１にあっては、ヒーター２２の電熱線２２ｂに電流が供給されるときには、冷却ファン４３、４３は回転されず、電池セル１２、１２、・・・が冷却されないように制御されている。

このようにヒーター２２の駆動時に冷却ファン４３、４３が回転されないことにより、ヒーター２２によって温められて電池セル１２、１２、・・・を加熱する空気の電池モジュール３の内部における流動が抑制されるため、ヒーター２２による電池セル１２、１２、・・・に対する加熱効率の向上を図ることができる。

以上に記載した通り、車載用バッテリー１にあっては、樹脂材料によって形成されたベース体２６と金属材料によって形成された熱伝導部２７とから成るヒートシンク２５が設けられ、ヒートシンク２５に電池セル１２、１２、・・・を加熱するヒーター２２が取り付けられ、チャンバー形成部１７とベース体２６が一体に形成されている。

従って、ヒートシンク２５が配置されることにより放熱面積が大きくなり、ヒーター２２の数を増やしたりヒーター２２の出力を大きくすることなく電池セル１２、１２、・・・へ向けて放出される熱量を大きくすることができ、また、チャンバー形成部１７とベース体２６を各別に形成する必要がなく、構造の簡素化を確保して製造コストの高騰を来すことなく低温時における電池セル１２、１２、・・・の出力性能の向上を図ることができる。

また、チャンバー形成部１７とベース体２６が一体に形成されているため、その分、電池モジュール３の大きさ（左右方向における幅）が小さくなり、車載用バッテリー１の構造の簡素化及び小型化を図ることができる。

さらに、車載用バッテリー１にあっては、上記したように、ヒートシンク２５が樹脂材料によって形成されたベース体２６とベース体２６の外面（表面）に設けられ金属材料によって形成された熱伝導部２７とから成り、ベース体２６における突状部２６ｂ、２６ｂ、・・・の先端面２６ｃ、２６ｃ、・・・を含む先端部以外の部分に熱伝導部２７が設けられている。

電池モジュール３においては、電池セル１２、１２、・・・の外面が中間電位を帯びているため、万が一、車両の衝突等によって圧壊や各部の脱落が生じて電池セル１２、１２、・・・に導電部分が接触すると、短絡を引き起こす可能性がある。

従って、上記のように、ベース体２６の先端面２６ｃ、２６ｃ、・・・を含む先端部に熱伝導部２７が設けられていないことにより、車両の衝突等によって圧壊や各部の脱落が生じたときに電池セル１２、１２、・・・に非導電部分である突状部２６ｂ、２６ｂ、・・・の先端面２６ｃ、２６ｃ、・・・が接触されるため、短絡の発生を防止して危険を回避することができる。

尚、車載用バッテリー１にあっては、ヒーター２２の外面側に断熱材４４が取り付けられていてもよい（図９参照）。

ヒーター２２の外面側に断熱材４４が取り付けられることより、電池モジュール３の外部へのヒーター２２からの熱の放出が抑制され、ヒーター２２による電池セル１２、１２、・・・に対する加熱効率の向上を図ることができる。

また、車載用バッテリー１にあっては、電池セル１２、１２、・・・とヒーター２２がヒートシンク２５を挟んで反対側に位置され、ヒーター２２がチャンバー２１の外部に位置されている。チャンバー２１は電池モジュール３の外部から取り込まれる冷却風の経路とされており、チャンバー２１には外部から清浄ではない空気が取り込まれる可能性があり、ヒーター２２の存在環境としては良好な環境ではない。

従って、ヒーター２２がチャンバー２１の外部に位置されることにより、ヒーター２２が良好な存在環境に配置され、ヒーター２２の良好な駆動状態を確保することができる。

以下に、チャンバー形成部の変形例について説明する（図１０乃至図１３参照）。

尚、以下に示す変形例に係るチャンバー形成部１７Ａとチャンバー形成部１７Ｂは、上記したチャンバー形成部１７と比較して、冷却風を取り込む取込部が設けられていること及び冷却風を案内して整流する整流部が設けられていることのみが相違するため、チャンバー形成部１７と比較して異なる部分についてのみ詳細に説明をし、その他の部分についてはチャンバー形成部１７における同様の部分に付した符号と同じ符号を付して説明は省略する。

第１の変形例に係るチャンバー形成部１７Ａは下板部１７ｃの前後方向における中央部から下方に突出された取込部４５を有している。取込部４５は上下に貫通された扁平な筒状に形成されている。取込部４５の下側の開口は連結用開口４５ａとして形成され、連結用開口４５ａは吸気用ダクト３６における連結部３８の流入用開口と連通される。

チャンバー形成部１７Ａには側板部１７ａの前端と後端の何れにも連結用開口１７ｅが形成されておらず、チャンバー形成部１７Ａには側板部１７ａの前縁と後縁にそれぞれ連続して前後板部１７ｄ、１７ｄが設けられている。

尚、取込部４５は上板部１７ｂの前後方向における中央部から上方に突出されて設けられていてもよい。

チャンバー形成部１７Ａには側板部１７ａの前後方向における中央部に突状部２６ｂが設けられておらず、側板部１７ａの前後方向における中央部には電池セル１２、１２、・・・側に突出された円弧状の整流部４６、４６、・・・が設けられている。

チャンバー形成部１７ａにおいて取込部４５から取り込まれた冷却風は、整流部４６、４６、・・・によって案内されて整流され整流部４６、４６、・・・の前後に位置された突状部２６ｂ、２６ｂ、・・・へ向けて流動される。

このようにチャンバー形成部１７Ａには取込部４５から取り込まれた冷却風を案内して整流する整流部４６、４６、・・・が設けられているため、冷却風が必要な方向へ確実に流動され、電池セル１２、１２、・・・に対する冷却効率の向上を図ることができる。

第２の変形例に係るチャンバー形成部１７Ｂは下板部１７ｃの前後方向における一端部から下方に突出された取込部４７を有している。取込部４７は上下に貫通された扁平な筒状に形成されている。取込部４７の下側の開口は連結用開口４７ａとして形成され、連結用開口４７ａは吸気用ダクト３６における連結部３８の流入用開口と連通される。

チャンバー形成部１７Ｂには側板部１７ａの前端と後端の何れにも連結用開口１７ｅが形成されておらず、チャンバー形成部１７Ｂには側板部１７ａの前縁と後縁にそれぞれ連続して前後板部１７ｄ、１７ｄが設けられている。

尚、取込部４７は上板部１７ｂの前後方向における一端部から上方に突出されて設けられていてもよい。

チャンバー形成部１７Ｂには側板部１７ａの前後方向における一端部に突状部２６ｂが設けられておらず、側板部１７ａの前後方向における一端部には電池セル１２、１２、・・・側に突出された円弧状の整流部４８、４８、・・・が設けられている。

チャンバー形成部１７ａにおいて取込部４７から取り込まれた冷却風は、整流部４８、４８、・・・によって案内されて整流され整流部４８、４８、・・・の前方又は後方に位置された突状部２６ｂ、２６ｂ、・・・へ向けて流動される。

このようにチャンバー形成部１７Ｂには取込部４７から取り込まれた冷却風を案内して整流する整流部４８、４８、・・・が設けられているため、冷却風が必要な方向へ確実に流動され、電池セル１２、１２、・・・に対する冷却効率の向上を図ることができる。

１…車載用バッテリー、２…収納ケース、３…電池モジュール、１１…セルカバー、１２…電池セル、１７…チャンバー形成部、２１…チャンバー、２２…ヒーター、２５…ヒートシンク、２５ａ…伝熱孔、２６…ベース体、２６ａ…ベース板部、２６ｂ…突状部、２６ｃ…先端面、２７…熱伝導部、３６…吸気用ダクト、３９…排気用ダクト、４３…冷却ファン、４４…断熱材、１７Ａ…チャンバー形成部、４６…整流部、１７Ｂ…チャンバー形成部、４８…整流部

Claims (7)

1. 所定の状態で配列された複数の電池セルと前記複数の電池セルが内部に配置されたセルカバーとを有し前記セルカバーの内部空間の一部が冷却風が送り込まれるチャンバーとして形成された電池モジュールと、
   前記電池モジュールを収納する収納ケースと、
   前記セルカバーの内部に前記冷却風を送る吸気用ダクトと、
   前記セルカバーの内部に送られた前記冷却風を排出する排気用ダクトとを備え、
   前記セルカバーに前記チャンバーを形成するチャンバー形成部が設けられ、
   樹脂材料によって形成されたベース体と金属材料によって形成された熱伝導部とから成るヒートシンクが設けられ、
   前記ヒートシンクに前記複数の電池セルを加熱するヒーターが取り付けられ、
   前記チャンバー形成部と前記ベース体が一体に形成され、
   前記ベース体は前記ヒーターが取り付けられた平板状のベース板部と前記ベース板部から前記電池セル側に突出された突状部とを有し、
   前記突状部の先端部以外の部分に前記熱伝導部が設けられた
   車載用バッテリー。
2. 前記突状部が複数設けられ、
   前記突状部が前記複数の電池セルの配列方向に延びる形状に形成された
   請求項１に記載の車載用バッテリー。
3. 前記ヒートシンクに、前記チャンバーに送られる前記冷却風を整流して前記突状部へ向けて流動させる整流部が設けられた
   請求項２に記載の車載用バッテリー。
4. 前記電池セルと前記ヒーターが前記ヒートシンクを挟んで反対側に位置され、
   前記ヒーターが前記チャンバーの外部に位置された
   請求項１、請求項２又は請求項３に記載の車載用バッテリー。
5. 前記ヒートシンクには前記ヒーター側と前記電池セル側にそれぞれ開口された伝熱孔が形成された
   請求項４に記載の車載用バッテリー。
6. 前記冷却風を流動させる冷却ファンが設けられ、
   前記ヒーターの駆動時に前記冷却ファンの駆動が停止される
   請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載の車載用バッテリー。
7. 前記ヒーターに断熱材が取り付けられた
   請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求項６に記載の車載用バッテリー。

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